DE3809448A1 - METHOD FOR EVALUATING THE IMAGE INFORMATION IN AN OPTICAL SURFACE CONTROL BY MEANS OF AN ELECTRONIC SCANING SYSTEM - Google Patents
METHOD FOR EVALUATING THE IMAGE INFORMATION IN AN OPTICAL SURFACE CONTROL BY MEANS OF AN ELECTRONIC SCANING SYSTEMInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Auswertung der Bildinformation bei einer optischen Oberflächenkontrolle mittels eines elektronischen Abtastsystems, das eine Beseitigung störender Untergrundinformationen der auf Fehlstellen zu untersuchenden Oberfläche ermöglicht.The invention relates to a method for evaluating the image information with an optical surface control by means of an electronic scanning system that eliminates disruptive Background information of those to be examined for defects Surface allows.
Es ist bekannt aus Reihe 10 der VDI-Fortschritt-Berichte Nr. 67 "Auswahl von Texturanalyseverfahren zur Automatisierung industrieller Sichtprüfungen" von M. S. Tatari, zur Bildung einer adaptiven Grauwertschwelle aus einem Referenzfenster den mittleren Grauwert m zu berechnen. Aus diesem werden iterativ über folgende RechenvorschriftIt is known from series 10 of VDI progress reports No. 67 "Selection of texture analysis methods for the automation of industrial visual inspections" by MS Tatari to calculate the mean gray value m from an reference window in order to form an adaptive gray value threshold. This becomes iterative using the following calculation rule
m neu = m alt + (x akt - m alt )/Kl m new = m old + (x act - m old ) / cl
neue Mittelwerte gebildet. Die Wahl der Zeitkonstante Kl steuert den Beitrag des aktuellen Grauwertes x akt bzw. des alten Mittelwertes m alt zum neuen Mittelwert. Grauwerte weit zurückliegender Bildpunkte tragen in immer abgeschwächterer Form zum Ergebnis bei. Durch Addition bzw. Subtraktion einer Grauwertabweichung vom gebildeten Mittelwert ergeben sich eine obere und eine untere Grauwertschwelle, die zusammen einen Bereich bilden. Bildpunkte, deren Grauwerte diesen Bereich verlassen, werden als Fehler detektiert.new averages formed. The choice of the time constant Kl controls the contribution of the current gray value x act or the old mean value m old to the new mean value. Gray values of far-lying pixels contribute to the result in an increasingly weakened form. By adding or subtracting a gray value deviation from the mean value formed, an upper and a lower gray value threshold result, which together form an area. Pixels whose gray values leave this area are detected as errors.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren der eingangs genannten Art eine verbesserte Erkennbarkeit der Fehlstellen zu gewährleisten.The invention has for its object in a method of the type mentioned at the outset an improved detectability of the To ensure defects.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist das erfindungsgemäße Verfahren so ausgebildet, daß die Bildpunktinformationen des Quellbildes zeilen- und/oder spaltenweise durch ein eindimensionales Filter in einem vorgegebenen Takt geschoben werden, zur Bildung eines Zielbildes, daß ein erster Filterwert des eindimensionalen Filters in Abhängigkeit von einem anderen Filterwert bei jedem Takt zu einem neuen ersten Filterwert korrigiert wird, in der Weise, daß ein Unterschied der Werte bei Überschreiten einer Schwelle zu einer vorgegebenen Änderung des ersten Filterwertes in Richtung des zweiten Filterwertes führt, und daß das resultierende Zielbild vom Quellbild subtrahiert wird, zur Beseitigung der Untergrundinformation der auf Fehlstellen zu untersuchenden Oberfläche. Als Filterwerte werden in vorteilhafter Weise ein Filterwert am Anfang (beispielsweise der erste Filterwert) und ein Filterwert am Ende (beispielsweise der letzte Filterwert) gemäß Anspruch 2 gewählt.The method according to the invention is used to achieve this object designed so that the pixel information of the source image row and / or column by column through a one-dimensional filter be pushed in a predetermined cycle to form a Target image that a first filter value of the one-dimensional Filters depending on a different filter value for each Clock is corrected to a new first filter value in the Way that a difference in values when a Threshold for a predetermined change in the first filter value leads in the direction of the second filter value, and that the resulting Target image is subtracted from the source image for elimination the background information of those to be examined for defects Surface. As filter values are more advantageous Start with a filter value (for example, the first filter value) and a filter value at the end (e.g. the last one Filter value) selected according to claim 2.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist insofern vorteilhaft, da hier die Detektion kleiner und großer Fehler mit einem Verfahren durchgeführt werden kann und Fehlerbereiche formgetreu und geschlossen dargestellt werden. Das Verfahren benötigt keine Anfangswerte, da eine adaptive Anpassung des Untergrundes vorgenommen wird. Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt sich gemäß Anspruch 3, die zu einer genaueren Adaption des Untergrundes führt. Das Verfahren kann weiterhin mit einer üblichen elektronischen Anordnung realisiert werden.The method according to the invention is advantageous in that here the detection of small and large errors with one method can be carried out and error areas true to form and are shown closed. The procedure needed no initial values because the surface is adaptive is made. An advantageous development of the invention The method results according to claim 3 leads to a more precise adaptation of the underground. The procedure can continue with a common electronic arrangement will be realized.
Fig. 1 zeigt einen typischen Verlauf einer digitalisierten Bildzeile und Fig. 1 shows a typical course of a digitized image line and
Fig. 2 zeigt eine Prinzipanordnung eines Filters, mit der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann. Fig. 2 shows a schematic arrangement of a filter with the method of the invention can be carried out.
Das Verfahren wird zunächst von Fig. 1 erläutert. Das obere Teilbild zeigt einen Ausschnitt einer digitalisierten Videobildzeile mit 512 Bildpunkten BP, wobei die Helligkeit der Bildzeile von links nach rechts abnimmt. In das Helligkeitsgefälle sind zwei Fehler FE 1, FE 2 eingebettet, links ein kleiner (FE 1) mit starker Krümmung und rechts ein großer, schwach gekrümmter Fehler FE 2.The method is first explained in FIG. 1. The upper partial image shows a section of a digitized video image line with 512 pixels BP , the brightness of the image line decreasing from left to right. Two errors FE 1 , FE 2 are embedded in the brightness gradient, a small one (FE 1 ) on the left with a strong curvature and a large, slightly curved error FE 2 on the right.
Das Verfahren beruht darauf, den Untergrund im Fehlerbereich nachzubilden, d. h., einen Helligkeitsverlauf zu erzeugen, der ohne Auftreten des Fehlers vorhanden gewesen wäre. Die Grauwerte im Fehlerbereich werden durch solche ersetzt, die an die Fehlerumgebung angepaßt sind. Der nachfolgend beschriebene Algorithmus erzeugt aus dem Grauwertverlauf der Bildzeile im ersten Teilbild den strichpunktierten Verlauf des gebildeten Untergrundes für diese Bildzeile im zweiten Teilbild. Um den Untergrund herum wird ein Toleranzband gelegt. Alle Bildpunkte des ursprünglichen Grauwertverlaufes, die außerhalb des Toleranzbandes liegen, gehören zu Fehlstellen. Durch Differenzbildung des Untergrundes vom Grauwertverlauf der originalen Bildzeile erhält man die im unteren Teilbild gezeigten Fehlerbereiche.The procedure is based on the underground in the error area replicate, d. i.e. to generate a brightness curve that would have existed without the error occurring. The gray values in the error area are replaced by those to the Error environment are adapted. The algorithm described below generated from the gray value curve of the image line in the first Drawing the dot-dash course of the formed Background for this image line in the second drawing file. To the A tolerance band is laid around the surface. All pixels of the original gray value curve, which is outside the tolerance band are part of defects. By forming differences of the background from the gray value curve of the original In the image line, the error areas shown in the lower sub-image are obtained.
Die Bildung des Untergrundes, die den Kern des Verfahrens darstellt, erfolgt mit einem eindimensionalen Filter F der Größe n × 1 nach Fig. 2. Lediglich der erste (EFW) und der letzte Filterwert LFW tragen zur Untergrundbildung bei. Die Bilddaten eines Quellbildes QB werden durch das Filter F vom ersten Filterwert EFW taktweise in Richtung zum letzten Filterwert LFW und von hier in ein Zielbild ZB (Untergrundbild) geschoben. Die Besonderheit hierbei ist, daß mit jedem Takt aus den beiden Werten EFW alt und LFW gemäß den Formeln (1) The formation of the background, which is the core of the method, is carried out with a one-dimensional filter F of size n × 1 according to FIG. 2. Only the first (EFW) and the last filter value LFW contribute to the formation of the background. The image data of a source image QB are shifted by the filter F from the first filter value EFW in cycles towards the last filter value LFW and from here into a target image ZB (background image). The peculiarity here is that with each cycle from the two values EFW old and LFW according to the formulas (1)
ein neuer Wert EFW neu gebildet wird, der anstelle des alten Wertes EFW alt durch das Filter F läuft. Der korrigierte Wert wird also in den Filteranfang und nicht - wie üblich - in die Filtermitte eingeschrieben. Durch diese Maßnahme erhält man ein rekursives Filter, da der korrigierte Wert EFW neu einige Takte später als der letzte Filterwert LFW erneut in die Berechnung eines Filterwertes eingeht.a new value EFW is newly formed, which runs through the filter F instead of the old value EFW old . The corrected value is therefore written in the beginning of the filter and not - as usual - in the middle of the filter. This measure gives a recursive filter, as the corrected value EFW new as the last filter value LFW again received some bars later in the calculation of a filter value.
Die in den Formeln (1) und (2) angegebenen Filterfunktionen stellen nur eine von mehreren Lösungsmöglichkeiten dar.The filter functions specified in formulas (1) and (2) are just one of several possible solutions.
Die Erfindung ist bei optischen Verfahren zur Oberflächenkontrolle, beispielsweise von Blechteilen im Automobilbau, anwendbar.The invention relates to optical methods for surface control, for example sheet metal parts in the automotive industry, applicable.
Claims (4)
- - die Bildpunktinformationen des Quellbildes (QB) zeilen- und/ oder spaltenweise durch ein eindimensionales Filter (F) in einem vorgegebenen Takt geschoben werden, zur Bildung eines Zielbildes (ZB),
- - ein erster Filterwert (EFW alt ) des eindimensionalen Filters
(F) in Abhängigkeit von einem anderen Filterwert (LFW) bei
jedem Takt zu einem neuen ersten Filterwert (EFW neu ) korrigiert
wird,
- - in der Weise, daß ein Unterschied der Werte (EFW alt , LFW) bei Überschreiten einer Schwelle zu einer vorgegebenen Änderung des ersten Filterwertes (EFW alt ) in Richtung des zweiten Filterwertes führt,
- the pixel information of the source image (QB) is shifted line by line and / or column by column by a one-dimensional filter (F) in a predetermined cycle to form a target image (ZB) ,
- a first filter value ( old EFW ) of the one-dimensional filter (F ) is corrected as a function of another filter value (LFW) with a clock pulse to a new first filter value ( new EFW ),
- in such a way that a difference in the values ( old EFW , LFW) leads to a predetermined change in the first filter value ( old EFW ) in the direction of the second filter value when a threshold is exceeded,
- - das resultierende Zielbild (ZB) vom Quellbild (QB) subtrahiert wird, zur Beseitigung der Untergrundinformation der auf Fehlstellen zu untersuchenden Oberfläche.
- - The resulting target image (ZB) is subtracted from the source image (QB) to eliminate the background information of the surface to be examined for defects.
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